专利名称：圆弧齿摆线转子发动机的制作方法
技术领域：
本发明系内燃发动机，特别是涉及一种圆弧齿摆线转子式发动机的结构。(二) 背景技术如图l所示为现有技术的三角转子发动机(汪克尔发动机)，是唯 一的一种实用的汽车转子发动机。它主要由齿轮，内齿圈，三角转子， 缸体，火花塞等组成。三角转子为三段圆弧组成的三角形，缸体内壁廓 形为三角转子作行星运动时三角形三个顶点的轨迹曲线。齿轮固定在缸 体端盖上，内齿圈固定安装在三角转子的中心位置上，这两个齿轮相互 啮合，齿轮与内齿圈的齿数比为2: 3。三角转子通过轴承支承在输出 偏心轴上，输出偏心轴固定在缸体端盖上，固定齿轮的轴线与输出偏心 轴的轴线重合。火花塞固定安装在缸体上。缸体上分别开有进油口排气 口。三角转子的三个尖顶与缸体内壁连续接触，将缸体内腔分为三个独 立的工作室，作为燃烧室。工作时，转子和壳体壁之间的空间作为内部燃烧室，通过气体膨胀 的压力驱动转子旋转。因为转子的形状关系，缸体内部空间总是被分成 三个工作室，三角形转子转动时这些工作室也在运动。依次在摆线型缸 体内的不同位置完成进气、压縮、作功(燃烧)和排气四个过程。三角转子发动机具有体积小、重量轻、结构紧凑、扭矩均匀、噪音 小等优点。但是该发动机的输出轴为偏心轴，为曲轴结构，制造复杂，转子运 动时有惯性力，转子和输出轴受力不好。为协调转子与输出的转动关 系，转子和缸体端盖上设有一对内啮合的齿轮。这些都增加了三角转子 发动机的制造和安装难度，提高了成本。
发明内容本发明的目的是，避免采用偏心轴和一对内啮合的齿轮结构，简化转 子和输出轴的结构，改善了转子和输出轴受力，发动机运转更平稳。 发明的目的是通过以下技术方案来实现的圆弧齿摆线转子发动机，包括前端盖5、壳体6和后端盖7，其特征在于，伸入壳体6的输出轴1，同轴固定连接内转子2;内转子2为廓形曲线为短幅外摆线的齿轮，置于圆弧齿圈3的空腔内；圆弧齿圈3中央为空腔，内腔壁上设有若干个圆弧齿，在圆弧齿圈3 上开设若干圆孔，在圆孔中插入柱销4，柱销4外径小于圆孔直径；柱销4的一端固定于前端盖5或后端盖7上；在端盖上，在圆弧齿圈3相邻两圆弧齿之间的位置设置火花塞8 ;在圆弧齿圈3相邻两圆弧齿之间的位置，在前端盖5或后端盖7开设 进油口9，在后端盖7或前端盖5上开设排气口10。所述圆弧齿圈3内腔壁上的圆弧齿个数为2至4 。所述柱销(4)外径等于0.2 —0.9圆孔内径。所述圆弧齿圈3与壳体6之间的距离大于等于圆孔内径与柱销(4)外 径的差。所述柱销4与圆弧齿圈3在横截面上分布位置相同，轴心重合； 所述圆内转子2的齿面与圆弧齿圈3内腔壁上的圆弧齿相互啮合，且 柱销4在圆弧齿圈3的圆孔中相切接触；本发明主要由输出轴l、内转子2、圆弧齿圈3、柱销4、前端盖 5、壳体6、后端盖7、火花塞8等组成。输出轴1与内转子2同轴固定 连接。内转子廓形曲线为短幅外摆线。柱销4穿过圆弧齿圈上的圆孔固定 前端盖5或后端盖7 ，这样既保证了柱销4在前端盖5或后端盖7上的固 定位置，又便于加工装配，如果柱销4同时固定在前端盖5和后端盖7 上，将大大增加了钻孔加工和装配中的难度。圆弧齿圈中央为空腔，内腔
壁上设有若干圆弧齿，圆弧齿2至4个为宜，太多不适宜加工制造，少于 2个齿则无法进行工作。柱销4直径小于它所穿过的圆弧齿圈上的圆孔内 径，在柱销外径等于0.2 —0.9圆孔内径的范围内，圆弧齿圈可以取得较 好的平动范围。柱销4分布的位置与圆弧齿圈上圆孔分布的位置对应相 同，这样能保证圆弧齿圈上的圆孔与柱销4在运行中始终保证相切。火花 塞设置圆弧齿圈或前后端盖上。内转子2表面与圆弧齿圈3上的圆弧齿面 连续相切接触(啮合)，内转子2、圆弧齿圈3和前后端盖形成多个封闭 的空腔作为内部燃烧室(工作室)。每个燃烧室均分别设有燃油进油口和 废气排气口，同时还设有火花塞(点火装置)。内转子2的齿面与圆弧齿圈3内腔壁上的圆弧齿相互啮合，柱销4在 圆弧齿圈3的圆孔中相切接触，圆弧齿圈3与壳体6之间的距离大于等于 圆孔内径与柱销(4)外径的差，如此结构可以保证零部件在运行中达到本 发明的目的。工作原理内转子2、圆弧齿圈3和前后端盖形成多个封闭的空腔作 为内部燃烧室，通过气体膨胀的压力驱动内转子旋转，同时驱动圆弧齿圈 运动，由于圆弧齿圈的圆弧齿与内转子啮合，以及受柱销与圆弧齿圈上的 销孔连续相切接触的限制，圆弧齿圈作圆平动运动。如图3所示一个工作 室的情况，当内转子转一周时，依次在相对圆弧齿圈体内的不同位置完成 进气、压縮、作功(燃烧)和排气四个过程，有一次点火、膨胀作功行 程，且每一个行程理论上对应主轴转过90°角，旋转一周便能完成一个作 功过程，不同于汪克尔每一过程对应曲轴转角180°，即旋转两周才完成一 个作功过程。在这期间，其他相临的工作室也先后交替完成了同样的四行 程工作循环。本发明的有益效果和优点省去了输出偏心轴，简化了输出轴的结构，消除了输出轴的动不平 衡，改善了转子和输出轴受力，发动机运转更平稳，噪音更小。 省去了一对内啮合的齿轮，简化了转子结构。 简化了发动机的结构，改善加工制造工艺性，降低成本。燃油膨胀直接作用在转子和圆弧齿圈上，且各个工作室的膨胀作功行 程总是连续交替迸行，故转子输出扭矩平稳，发动机运转平稳，噪音更 小。圆弧齿齿圈内壁形状可根据燃烧的需要进行优化，以提高燃烧效率。(四)
图1为现有技术摆线转子泵，沿泵体与泵盖结合面剖视主视图； 图2为本发明圆弧齿摆线转子发动机沿泵体与泵盖结合面剖视主视图；图3为图2的侧视剖视图；图4为本发明圆弧齿摆线转子发动机的另一实施例沿泵体与泵盖结合 面剖视主视图；图5为图4的侧视剖视图；图6为内转子转一周时，依次在圆弧齿圈体内的不同位置完成进气、 压縮、作功(燃烧)和排气四个过程的行程示意图。图中，l一输出轴2—内转子 3—圆弧齿圈 4一柱销 5—前端盖6—缸体 7—后端盖8—火花塞 9一进油口 IO—排气口具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明作详细说明。 实施例1 :一种孔销式转子发动机，其结构如图2所示。本发动机主要输出轴 1、内转子2、圆弧齿圈3、柱销4、前端盖5、壳体6、后端盖7、 火花塞8等组成。输出轴1与内转子2同轴固定连接。内转子廓形曲线 为短幅外摆线。柱销4穿过圆弧齿圈上的圆孔固定前端盖5或后端盖7 上。圆弧齿圈中央为空腔，内腔壁上设有三个圆弧齿。柱销4直径小于 它所穿过的圆弧齿圈上的圆孔内径。柱销4分布的位置与圆弧齿圈上圆
孔分布的位置对应相同。火花塞设置圆弧齿圈或前后端盖上。内转子2 表面与圆弧齿圈3上的圆弧齿面连续相切接触(啮合)，内转子2、圆 弧齿圈3和前后端盖形成多个封闭的空腔作为内部燃烧室(工作室)。 每个燃烧室均分别设有进出燃油口，同时还设有火花塞(点火装置)。工作原理内转子2、圆弧齿圈3和前后端盖形成多个封闭的空腔 作为内部燃烧室，通过气体膨胀的压力驱动内转子旋转，同时驱动圆弧 齿圈运动，由于圆弧齿圈的圆弧齿与内转子啮合，以及受柱销与圆弧齿 圈上的销孔连续相切接触的限制，圆弧齿圈作圆平动运动。如图3所示 一个工作室的情况，当内转子转一周时，依次在圆弧齿圈体内的不同位 置完成进气、压縮、作功(燃烧)和排气四个过程，有一次点火、膨胀 作功行程，且每一个行程理论上对应主轴转过90Q角，不同于汪克尔每 一过程对应曲轴转角180°。在这期间，其他相临的工作室也先后交替完 成了同样的四行程工作循环。实施例2 :一种孔销式转子发动机，其结构如图4所示。本发动机主要输出轴 1、内转子2、圆弧齿圈3、柱销4、前端盖5、壳体6、后端盖7、 火花塞8等组成。输出轴1与内转子2同轴固定连接。内转子有三个轮 齿，齿廓曲线为短幅外摆线。柱销4穿过圆弧齿圈上的圆孔固定前端盖 5或后端盖7上。圆弧齿圈中央为空腔，内腔壁上设有四个圆弧齿。柱 销4直径小于它所穿过的圆弧齿圈上的圆孔内径。柱销4分布的位置与 圆弧齿圈上圆孔分布的位置对应相同。火花塞设置圆弧齿圈或前后端盖 上。内转子2表面与圆弧齿圈3上的圆弧齿面连续相切接触(啮合)， 内转子2 、圆弧齿圈3和前后端盖形成多个封闭的空腔作为内部燃烧室 (工作室)。每个燃烧室均分别设有进出燃油口，同时还设有火花塞 (点火装置)。
权利要求
1.圆弧齿摆线转子发动机，包括前端盖(5)、壳体(6)和后端盖(7)，其特征在于，伸入壳体(6)的输出轴(1)，同轴固定连接内转子(2)；内转子(2)为廓形曲线为短幅外摆线的齿轮，置于圆弧齿圈(3)的空腔内；圆弧齿圈(3)中央为空腔，内腔壁上设有若干个圆弧齿，在圆弧齿圈(3)上开设若干圆孔，在圆孔中插入柱销(4)，柱销(4)外径小于圆孔直径；柱销(4)的一端固定于前端盖(5)或后端盖(7)上；在端盖上，在圆弧齿圈(3)相邻两圆弧齿之间的位置设置火花塞(8)；在圆弧齿圈(3)相邻两圆弧齿之间的位置，在前端盖(5)或后端盖(7)开设进油口(9)，在后端盖(7)或前端盖(5)上开设排气口(10)。
2. 根据权利要求l所述的圆弧齿摆线转子发动机，其特征是所述圆弧 齿圈(3)内腔壁上的圆弧齿个数为2至4 。
3. 根据权利要求l所述的圆弧齿摆线转子发动机，其特征是柱销(4) 外径等于0.2 — 0.9圆孔内径。
4. 根据权利要求l所述的圆弧齿摆线转子发动机，其特征是圆弧齿圈 (3)与壳体(6)之间的距离大于等于圆孔内径与柱销(4)外径的差。
5. 根据权利要求l所述的圆弧齿摆线转子发动机，其特征是柱销(4) 与圆弧齿圈(3)在横截面上分布位置相同，轴心重合。
6. 根据权利要求l所述的圆弧齿摆线转子发动机，其特征是圆内转子 (2)的齿面与圆弧齿圈(3)内腔壁上的圆弧齿相互啮合，且柱销(4)在圆弧齿圈(3)的圆孔中相切接触。
全文摘要
本发明系一种圆弧齿摆线转子式发动机的结构。圆弧齿摆线转子发动机，伸入壳体(6)的输出轴(1)，同轴固定连接内转子(2)；内转子(2)为廓形曲线为短幅外摆线的齿轮，置于圆弧齿圈(3)的空腔内；圆弧齿圈(3)中央为空腔，内腔壁上设有若干个圆弧齿，在圆弧齿圈(3)上开设若干圆孔，在圆孔中插入柱销(4)，柱销(4)外径小于圆孔直径；柱销(4)的一端固定于前端盖(5)或后端盖(7)上；在端盖上，在圆弧齿圈(3)相邻两圆弧齿之间的位置设置火花塞(8)；在圆弧齿圈(3)相邻两圆弧齿之间的位置，在前端盖(5)或后端盖(7)开设进油口(9)，在后端盖(7)或前端盖(5)上开设排气口(10)。本发明简化了转子和输出轴结构，改善了转子和输出轴受力，发动机运转更平稳。
文档编号F02B53/02GK101158313SQ20071004815
公开日2008年4月9日 申请日期2007年11月13日 优先权日2007年11月13日
发明者菁 林 申请人:上海师范大学